Sprężarka śrubowa jest maszyną wyporową, w której sprężanie powietrza odbywa się poprzez zmniejszanie objętości komór roboczych tworzonych przez dwa współpracujące rotory – męski i żeński. Obracając się synchronicznie, zasysają powietrze po stronie ssawnej, a następnie przemieszczają je wzdłuż profilu śrub, stopniowo podnosząc jego ciśnienie aż do momentu wylotu z komory sprężania.
Zasada działania a wymagania eksploatacyjne
W większości przemysłowych konstrukcji proces zachodzi w obiegu olejowym. Olej pełni kilka funkcji jednocześnie: uszczelnia przestrzenie między wirnikami, odbiera ciepło sprężania oraz smaruje łożyska i elementy mechaniczne. Po sprężeniu mieszanina powietrza i oleju trafia do separatora, gdzie następuje oddzielenie czynnika roboczego, a olej wraca do obiegu. Oznacza to, że sprężarka śrubowa jest w rzeczywistości układem termodynamicznym i hydraulicznym jednocześnie, a jej trwałość zależy od zachowania równowagi pomiędzy smarowaniem, temperaturą i filtracją.
Z tego powodu większość awarii nie wynika ze zużycia mechanicznego samych rotorów, lecz z pogorszenia jakości oleju, przegrzewania lub dostania się zanieczyszczeń do stopnia śrubowego. Zrozumienie tej zależności jest kluczowe, ponieważ eksploatacja sprężarki polega przede wszystkim na utrzymaniu prawidłowych warunków pracy, a nie jedynie na reagowaniu po wystąpieniu usterki.
Regularna konserwacja i przeglądy
Najważniejszym elementem decydującym o żywotności sprężarki jest stan oleju. W trakcie pracy ulega on utlenianiu, starzeniu i rozcieńczaniu kondensatem wodnym. Wraz ze spadkiem właściwości smarnych rośnie temperatura pracy stopnia śrubowego, a to prowadzi do przyspieszonego zużycia łożysk oraz spadku szczelności komór sprężania. W praktyce oznacza to wzrost poboru energii i stopniową utratę wydajności.
Wymiana oleju powinna następować zgodnie z liczbą przepracowanych godzin i warunkami pracy, a nie wyłącznie z kalendarzem. W środowisku zapylonym lub o podwyższonej temperaturze olej starzeje się znacznie szybciej, dlatego interwały serwisowe muszą być skrócone. Równie ważna jest systematyczna wymiana filtrów powietrza i oleju. Zanieczyszczony filtr ssawny powoduje wzrost podciśnienia na wlocie, a to przekłada się na większe obciążenie stopnia śrubowego i wyższą temperaturę sprężania.
Kontrola separatora oleju ma bezpośredni wpływ na ekonomię pracy urządzenia. Zużyty separator kondensatu powoduje wynoszenie oleju do instalacji pneumatycznej, co nie tylko zwiększa zużycie materiałów eksploatacyjnych, ale także pogarsza jakość sprężonego powietrza i obniża sprawność energetyczną całego układu. Prawidłowa eksploatacja polega więc na przewidywaniu zużycia elementów i ich wymianie zanim pojawią się objawy uszkodzenia.
Warunki pracy i środowisko instalacji
Sprężarka śrubowa powinna pracować w stabilnym środowisku temperaturowym. Zbyt niska temperatura utrudnia rozruch, ponieważ gęsty olej nie dociera natychmiast do wszystkich punktów smarowania. Powoduje to chwilową pracę na sucho i przyspieszone zużycie łożysk. Z kolei zbyt wysoka temperatura prowadzi do degradacji oleju, powstawania nagaru oraz utraty szczelności układu.
Kluczowa jest również wentylacja pomieszczenia sprężarkowni. Urządzenie oddaje duże ilości ciepła i bez jego skutecznego odprowadzania temperatura w obudowie rośnie, co skraca żywotność wszystkich podzespołów. W praktyce sprężarka powinna zasysać chłodne powietrze z zewnątrz pomieszczenia, a gorące powietrze chłodzące powinno być odprowadzane poza strefę pracy.
Istotny wpływ ma także wilgotność zasysanego powietrza. Para wodna kondensuje się w układzie olejowym, pogarsza właściwości smarne i powoduje korozję elementów metalowych. W środowiskach o wysokiej wilgotności konieczne jest sprawne osuszanie sprężonego powietrza oraz regularne odprowadzanie kondensatu. Równie ważna jest czystość powietrza — pył działa jak materiał ścierny i prowadzi do mikrouszkodzeń powierzchni rotorów, które z czasem obniżają sprawność sprężania.
Najczęstsze błędy użytkowników
Jednym z najczęstszych błędów jest eksploatacja sprężarki w trybie częstych krótkich cykli pracy. Sprężarka śrubowa została zaprojektowana do pracy ciągłej, a częste uruchamianie powoduje niedogrzanie oleju i gromadzenie się w nim wody. W efekcie powstaje emulsja olejowo-wodna, która traci właściwości smarne i przyspiesza zużycie elementów.
Niebezpieczne jest także ignorowanie temperatury pracy. Długotrwałe przegrzewanie prowadzi do powstawania osadów w separatorze i kanałach olejowych, natomiast praca niedogrzanej sprężarki powoduje korozję wewnętrzną. Oba zjawiska skracają żywotność stopnia śrubowego wielokrotnie szybciej niż naturalne zużycie.
Poważnym błędem jest stosowanie nieodpowiedniego oleju lub tanich zamienników filtrów. Parametry oleju są częścią konstrukcji urządzenia, ponieważ wpływają na szczelność komór sprężania i odbiór ciepła. Zmiana lepkości lub stabilności termicznej oleju zmienia warunki pracy całej maszyny. Równie często pomijana jest kontrola instalacji pneumatycznej — nieszczelności powodują niepotrzebne obciążenie sprężarki i znacząco wydłużają czas jej pracy, co przekłada się na szybsze zużycie.
Eksploatacja zapewniająca długą żywotność
Najdłużej pracują sprężarki działające w stabilnych warunkach, przy możliwie stałym obciążeniu i prawidłowej temperaturze roboczej. W praktyce oznacza to unikanie skrajnych warunków pracy, regularną kontrolę parametrów oraz planową wymianę materiałów eksploatacyjnych. Znacznie większe znaczenie niż marka urządzenia ma jakość jego obsługi technicznej i warunki instalacji.
Sprężarka śrubowa nie zużywa się przede wszystkim z powodu wieku, lecz z powodu niewłaściwych warunków pracy. Prawidłowo eksploatowana potrafi pracować kilkadziesiąt tysięcy godzin bez remontu stopnia śrubowego. Zaniedbana może wymagać naprawy po kilku tysiącach godzin, mimo że konstrukcyjnie jest zdolna do wielokrotnie dłuższej pracy.
Dlatego podstawową zasadą eksploatacji nie jest naprawa po awarii, lecz ciągła kontrola temperatury, jakości oleju, czystości powietrza i obciążenia instalacji. Utrzymywanie stabilnych warunków pracy zawsze przynosi większe efekty niż nawet najdroższe naprawy wykonywane po uszkodzeniu urządzenia.
